词条 | 风筝发电 |
释义 | 风筝发电的原理:当风筝表面垂直于气流时,风筝的拉力最大,用风筝拖动地面上的卷扬机做功发电。当绳索用完风筝要返回时,由外部提供能量。当风筝表面平行于气流时风筝的拉力最小,卷扬机倒转拉回风筝,风筝间断做功发电。 摘要在东经100~130度附近,北纬度30~50度之间的10千米高空,大风不停,风能密度可达到地表面的100倍,风向、风速稳定,最小时的风速大于15米/秒,不必担心风筝在无风会掉下来,适合风力发电。至于风筝占用了飞机航线高度。通过雷达,调整风筝高度或位置解决。国家类似炼油厂、核发电厂上空划出禁飞区来解决。通过“计算”用风筝发电,每度电成本在0.15元以下。 定义意大利科学家对一种新型风力发电装置寄予厚望,它看上去就像院子中不起眼的晾衣服架子。尽管外形乏善可陈,但风筝风力发电机(简称KiteGen)的发电量却有可能同核电站相媲美。 风筝风力发电机的工作原理很简单:风筝在风力作用下,带动固定在地面的旋转木马式的转盘,转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言,转盘都会放开一对高阻电缆,控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型,而是类似于风筝牵引冲浪的类型———重量轻、抵抗力超强、可升至2000米的高空。 灵感风筝风力发电机的工作原理很简单:风筝在风力作用下,带动固定在地面的旋转木马式的转盘,转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言,转盘都会放开一对高阻电缆,控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型,而是类似于风筝牵引冲浪的类型———重量轻、抵抗力超强、可升至2000米的高空。 意大利都灵附近的小公司“巨杉自动控制”(Sequoia Automation)领导实施了这一项目,据估计,风筝风力发电机每兆瓦时能产生10亿瓦的电力,而每兆瓦时的成本仅有1.5欧元。而欧洲国家每兆瓦时发电的成本平均为43欧元,显然,风筝风力发电机的成本是后者的近三十分之一。 支持者称,这种旋转木马发动机的其他组件加起来的成本也只有36万欧元,而且只需要有限的空间。据他们估计,即便直径只有320英尺(100米),风筝风力发电机也可产生5亿瓦的能量。对巨杉自动控制公司而言,幸运的是,该公司员工可将它们带回家仔细研究。这家公司的核心产业是传感器设计和工业自动化装置。R&D负责人马西莫·伊波利托受其悬挂式滑翔和风筝牵引冲浪等周末爱好的激发,开始琢磨一种特殊的风力发电装置概念,最终风筝风力发电机诞生了。 前景在经过6年的艰苦研究和申请了7项专利后,他领导着一个20人的团队设计出可发电的巨型旋转木马(carousel)。该小组认为这一装置将在未来两年内投入使用。48岁的伊波利托说:“它被称之为一场革命,但我将此看作是新能源未来的一部分。一旦将光电发电、光热发电及风筝风力发电机有效结合在一起,我们就能尽力满足日益上升的全球电力消耗的需求。” 伊波利托认为,鉴于其覆盖区域小却可产生巨大能量的特点,风筝风力发电机将成为首选风力发电机,使其优于诸如滑翔机发电机和风车等类似项目。迄今为止,这一项目看上去极富前景。一种称为MobileGen的小型便携式风筝风力发电机(由平板载货车拉拽的一个风筝)在8月份的测试发射中就取得了进展。它能产生一定的能量,另外还有一系列改进。伊波利托表示,研究人员看到这种发电机运行时的心情简直难以言表。尽管如此,风筝风力发电机的发展前景似乎并不能一帆风顺。有人虽对这一概念表示赞赏,但仍持一种观望态度。 优点为意大利政府机构ENEA研究再生能源的卢西亚诺·佩拉奇(Luciano Pirazzi)说:“鉴于风筝风力发电机的发电量及低成本,这确实是一个令人神往的项目。不过,该项目仍存在一系列不确定因素———目前,它基本上还只是停留在绘图板上的一个概念而已。其可行性有待于进一步证明。”人们心中对这种新型发电机的巨大疑问包括,发电机的安放位置以及令人头痛的空域许可证行政审批手续等问题。根据专家现在的推测,风筝风力发电机有可能会耸立在以前曾是特里诺维切累斯核电站所处区域的上空,那里早已是禁飞区。 到2010年,意大利必须将其再生能源的比例增至总电量的22%,以满足欧盟再生能源政策目标的要求。风力发电是再生能源的一个重要组成部分,而来自国内外企业的竞争有望进一步加剧。因在风筝风力发电机项目上的出色表现,巨杉自动控制公司于今年初被授予了“2006世界再生能源奖”。 风筝风力发电机也使都灵公用事业公司AEM相信其所具有的巨大价值,这家公司最终同意承担风筝风力发电的实验样机40%的费用,并作为技术合作伙伴在合约上签了字。这是AEM公司首次进行此类项目的投资,这家公司距意大利主要进行风车发电的沿海地区较远。AEM公司工程师安德里亚·庞塔说:“当第一眼看到这个设计时,你会忍不住发笑,因为它的样子实在有些滑稽。不过,随着对它的了解逐步深入,你会发现,这个想法安全可靠,且这项技术已经存在。” 概述用两个滑翔伞形状的风筝解决单个风筝间断发电,风筝自己升高到十千米,拉动地面上的卷扬机发电。风筝上安装7种传感器(GPS、湿度、温度、大气压、风速、电子指南针、陀螺仪)微型风力发电机及数传电台,地面上设置无线电接收机,通过计算机控制(操纵装置)风筝的迎风角度、姿态、高度和位置,当风筝表面垂直于气流,风筝因风阻力产生最大拉力,风筝通过绳索拉动风筝操纵装置,通过变速箱、拖动发电机发电。当绳索放完逆程返回期间,风筝操纵装置改变风筝迎风面角度,使风筝平面近乎平行于气流方向,使其减小阻力。其特点是;单个风筝发电机是间断输出电力,逆程返回期间要靠外部能量恢复,在工作与逆程返回时交替改变风筝的迎风夹角,能够产生最大的牵引力和最大升力使风筝爬升的目的。两只风筝轮流做功,当其中一个风筝正程做功时另一个风筝是逆程返回。风筝操纵装置还有一个重要的作用,是能控制风筝的拉力,调整输出的能量。当风速过大时,减小风筝迎风角度(面积),或调整风筝高度,避免损坏风筝和发电机。 必要的(28门)知识高中数学知识、高中物理、大气物理学、空气动力学、流体力学、理论力学、材料力学、气象学、L波段气象雷达(多普勒风切变线雷达)、机械原理、机械制图、电机学、自动控制、单片机应用、电脑数据采集、电脑编程、并网发电、风力发电、无线电数据通讯、陀螺传感器、GPS定位系统、航空管制法、京都议定书、可再生能源法、专利法、863计划、抗紫外线高聚物材料。 |
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